JP4816334B2 - ノイズ低減装置、撮像装置、ノイズ低減方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は、例えばデジタルカメラ、ビデオカメラ等の動画撮影機器において、動画撮影中にマイクより入力、記録される音声信号中に混在する機構駆動音を低減するために用いて好適なノイズ低減装置、撮像装置、ノイズ低減方法およびプログラムに関する。

動画撮影機器において、動画撮影中に、ズームモータやフォーカシングモータ等の機構駆動部を動作させると、その機構駆動音が入力音声中に混入して記録されてしまうという問題を生じている。このような機構駆動音を低減させるために、従来からこの種の動画撮影機器においては、事前に静かな環境でのズーム駆動音等を録音してそのスペクトルデータを保存しておき、録画時にはモータ駆動タイミングに合わせてマイク入力信号のスペクトルから保存しておいたモータ駆動音スペクトルをスペクトル減算処理したりすること等によって、入力信号よりモータ駆動音を低減する機構起動音低減装置を設けることが一般に行われている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。

特開平８−２２１０９２号公報 特開平１１−３８９９９号公報 特開２００５−２２８４００号公報

ところで、前述したような動画撮影機器において、その殆どは録音用ＡＬＣ（Automatic Level Control）機能（自動録音レベル制御機能；以下、ＡＬＣ機能という）を備えており、入力音声レベルが小さい場合は録音レベルを上げ、これとは逆に、入力音声レベルが大きい時には録音レベルを下げるようになっている。その結果、録音レベルが変化することにより入力信号中のモータ駆動音も大きくなったり小さくなったりする。これに対応するために、前記スペクトル減算処理において録音レベルが大きい時にはサブトラクト係数を大きくして減算量を大きくし、録音レベルが小さいときにはサブトラクト係数を小さくして減算量を小さくすることにより、引き過ぎや引き足りないことのないようにすることが行われている。

しかし、上述したＡＬＣ機能では、瞬間的に大きな音が入力した場合には、音がクリップしないように急激に録音レベルを小さくすることになる。
このような場合において、スペクトル減算処理は、例えば２５６サンプル毎のフレーム単位で処理しており、急激な録音レベルの変化があったフレームにおいては、サブトラクト係数を変化前の録音レベルに合わせると変化後の信号に対してはモータ駆動音スペクトルの引き過ぎが起こり、逆に変化後の録音レベルに合わせると引き足りないことになり、このフレームにおいて引きすぎによる音声歪み、または、引き残しによる駆動音レベルの増大が発生してしまう。
また、録音レベルの平均値に対応したサブトラクト係数でスペクトル減算処理を行うと、レベルは小さくなるが音声歪みと駆動音レベル増大の両方が発生してしまう。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ＡＬＣ機能をもつ動画撮影機器等において、急激な録音レベル変動があった場合においても、音声歪みの発生やモータ等の機構駆動音の増大を抑えた機構駆動音低減信号を得ることができ、機構駆動音を所要の状態に低減することができるノイズ低減装置、撮像装置、ノイズ低減方法およびプログラムを得ることを目的とする。

このような目的に応えるために本発明（請求項１記載の発明）に係るノイズ低減装置は、音声信号を録音する際の録音レベルを調整する録音手段と、前記音声信号をフーリエ変換して得られた入力信号スペクトルから、予め記憶されたノイズ音のスペクトルに所定のサブトラクト係数を乗じたスペクトルを減算し、この減算により得られたスペクトルを逆フーリエ変換して時間領域信号に変換するノイズ低減処理を所定のフレーム単位で行うノイズ低減手段と、前記録音手段による録音レベルの変動タイミングを検出する変動検出手段と、前記変動検出手段により検出された変動タイミングを含む前記所定のフレーム単位の１フレームについては、この変動タイミングの前の録音レベルに対応するサブトラクト係数を用いて前記ノイズ低減手段により変換して得られた第１の時間領域信号と、この変動タイミングの後の録音レベルに対応するサブトラクト係数を用いて前記ノイズ低減手段により変換して得られた第２の時間領域信号とを、この変動タイミングの前においては前記第１の時間領域信号の混合率が前記第２の時間領域信号の混合率よりも大きく、この変動タイミングの後においては前記第１の時間領域信号の混合率が前記第２の時間領域信号の混合率よりも小さくなるように混合比を変化させながら混合する混合手段と、を具備したことを特徴とする。

本発明（請求項２記載の発明）に係るノイズ低減装置は、更に、前記録音手段は、入力音の大きさの変化に応じて自動的に録音レベルを調整する自動録音レベル制御機能を備えていることを特徴とする。

本発明（請求項３記載の発明）に係るノイズ低減装置は、更に、前記変動検出手段は、所定以上の急激な録音レベルの変動タイミングを検出することを特徴とする。

本発明（請求項４記載の発明）に係るノイズ低減装置は、更に、前記混合手段は、前記変動タイミングの前後において、前記第１の時間領域信号と前記第２の時間領域信号との混合比を徐々に変化させることを特徴とする。

本発明（請求項５記載の発明）に係るノイズ低減装置は、更に、前記変動検出手段は、録音レベル変動の急激さの度合いを複数の段階で検出し、前記変動検出手段で所定以上の急激な録音レベル変動を検出しない時は、前記混合手段による混合を行うことなく、前記ノイズ低減手段により平均的な録音レベルに対応したサブトラクト係数を用いてノイズ低減処理を行うことを特徴とする。

本発明（請求項６記載の発明）に係るノイズ低減装置は、更に、機構駆動手段と、前記機構駆動手段による機構駆動音が生じる動作が行われているか否かを判断する判断手段と、を更に備え、前記ノイズ低減手段は、前記機構駆動音のスペクトルを前記ノイズ音のスペクトルとして予め記憶し、前記判断手段により機構駆動音が生じる動作が行われていないと判断された場合には、前記混合手段による混合を行うことなく、前記ノイズ低減手段によりサブトラクト係数を０としてノイズ低減処理を行うことを特徴とする。

本発明（請求項７記載の発明）に係るノイズ低減装置は、更に、前記混合手段は、前記変動タイミングの検出位置に応じて時間的に変化する混合率で、前記第１の時間領域信号と前記第２の時間領域信号とを混合することを特徴とする。

本発明（請求項８記載の発明）に係るノイズ低減装置は、更に、前記ノイズ低減手段は、ノイズ音のスペクトルを記憶するスペクトル記憶手段と、前記音声信号をフーリエ変換して得られた入力信号スペクトルから、前記スペクトル記憶手段に記憶されたノイズ音のスペクトルに所定のサブトラクト係数を乗じたスペクトルを減算するスペクトル減算処理を前記所定のフレーム単位で行うスペクトル減算手段と、前記スペクトル減算手段の出力を逆フーリエ変換して時間領域信号に変換する逆フーリエ変換手段と、を含むことを特徴とする。
本発明（請求項９記載の発明）に係るノイズ低減装置は、更に、前記スペクトル減算手段は、前記音声信号をフーリエ変換して得られた入力信号スペクトルから、前記スペクトル記憶手段に記憶された駆動音スペクトルに前記変動タイミングの前の録音レベルに対応する第１のサブトラクト係数を乗じたスペクトルを減算する第１のスペクトル減算回路と、前記音声信号をフーリエ変換して得られた入力信号スペクトルから、前記スペクトル記憶手段に記憶された駆動音スペクトルに前記変動タイミングの後の録音レベルに対応する第２のサブトラクト係数を乗じたスペクトルを減算する第２のスペクトル減算回路と、を含み、前記逆フーリエ変換手段は、前記第１のスペクトル減算回路の出力を逆フーリエ変換して第１の時間領域信号に変換する第１の逆フーリエ変換回路と、前記第２のスペクトル減算回路の出力を逆フーリエ変換して第２の時間領域信号に変換する第２の逆フーリエ変換回路と、を含むことを特徴とする。
本発明（請求項１０記載の発明）に係る撮像装置は、上記いずれかのノイズ低減装置を備え、前記録音手段による音声信号の録音と同期して動画を撮影して記録する動画撮影手段と、ズーム倍率またはフォーカスの変更指示に応じてズームレンズまたはフォーカスレンズの駆動用モータを駆動するレンズ駆動手段と、前記ズームレンズまたはフォーカスレンズの駆動用モータの駆動音スペクトルを記憶するスペクトル記憶手段と、を備え、前記ノイズ低減手段は、前記スペクトル記憶手段に記憶された駆動音スペクトルを前記ノイズ音のスペクトルとしてノイズ低減処理を行うことを特徴とする。

本発明（請求項１１記載の発明）に係るノイズ低減方法は、音声信号を録音する際の録音レベルを調整する録音ステップと、前記音声信号をフーリエ変換して得られた入力信号スペクトルから、予め記憶されたノイズ音のスペクトルに所定のサブトラクト係数を乗じたスペクトルを減算し、この減算により得られたスペクトルを逆フーリエ変換して時間領域信号に変換するノイズ低減処理を所定のフレーム単位で行うノイズ低減ステップと、前記録音ステップによる録音レベルの変動タイミングを検出する変動検出ステップと、前記変動検出ステップにより検出された変動タイミングを含む前記所定のフレーム単位の１フレームについては、この変動タイミングの前の録音レベルに対応するサブトラクト係数を用いて前記ノイズ低減ステップにより変換して得られた第１の時間領域信号と、この変動タイミングの後の録音レベルに対応するサブトラクト係数を用いて前記ノイズ低減ステップにより変換して得られた第２の時間領域信号とを、この変動タイミングの前においては前記第１の時間領域信号の混合率が前記第２の時間領域信号の混合率よりも大きく、この変動タイミングの後においては前記第１の時間領域信号の混合率が前記第２の時間領域信号の混合率よりも小さくなるように混合比を変化させながら混合する混合ステップと、を含むことを特徴とする。

本発明（請求項１２記載の発明）に係るプログラムは、音声信号を録音する際の録音レベルを調整する録音手段を備えた機器を制御するコンピュータを、前記音声信号をフーリエ変換して得られた入力信号スペクトルから、予め記憶されたノイズ音のスペクトルに所定のサブトラクト係数を乗じたスペクトルを減算し、この減算により得られたスペクトルを逆フーリエ変換して時間領域信号に変換するノイズ低減処理を所定のフレーム単位で行うノイズ低減手段と、前記録音手段による録音レベルの変動タイミングを検出する変動検出手段と、前記変動検出手段により検出された変動タイミングを含む前記所定のフレーム単位の１フレームについては、この変動タイミングの前の録音レベルに対応するサブトラクト係数を用いて前記ノイズ低減手段により変換して得られた第１の時間領域信号と、この変動タイミングの後の録音レベルに対応するサブトラクト係数を用いて前記ノイズ低減手段により変換して得られた第２の時間領域信号とを、この変動タイミングの前においては前記第１の時間領域信号の混合率が前記第２の時間領域信号の混合率よりも大きく、この変動タイミングの後においては前記第１の時間領域信号の混合率が前記第２の時間領域信号の混合率よりも小さくなるように混合比を変化させながら混合する混合手段として機能させることを特徴とする。

以上説明したように本発明によれば、急激な録音レベル変動があったフレームにおいても、変動前と変動後の録音レベルに対応したサブトラクト係数でサブトラクト減算しフーリエ逆変換した２種類の時間領域データを作成し、これらを、変動前と変動後とで混合比を変化させながら混合することにより、音声歪みの発生やズーム駆動音の増大が抑えられたズーム駆動音低減信号を得ることができるのである。

したがって、例えば、ＡＬＣ機能をもつ動画撮影機器等において、急激な録音レベル変動があった場合においても、音声歪みの発生やモータ等の機構駆動音の増大を抑えることができる、という優れた効果がある。

図１および図２は本発明に係る機構駆動音低減装置および機構駆動音低減方法の一実施形態を示すブロック図およびフローチャートである。この実施形態では、機構駆動音低減装置を備えた機器として、光学ズーム機能を持った動画撮影機器を例にとり、まず全体の構成および動作について説明する。

図１において、符号１は音声入力手段であるマイクで、このマイク１から入力された音声信号は、入力音声レベルの大きさに応じて音声信号の録音レベルを制御するＡＬＣ機能のための録音レベル制御部２に送られ、マイク１から入力された音声信号を増幅する増幅器３を適宜制御するように構成されている。
４は音声信号を時間軸において分割するフレーム分割部、５は分割フレームでの信号をフーリエ変換するフーリエ変換部である。

６は主機器である動画撮影機器における機構駆動音のスペクトルを記憶する機構駆動音スペクトル記憶手段、７は音声信号のフレームパワーに依存してフレーム毎に変化させるサブトラクト係数を制御するサブトラクト係数制御手段である。

８は入力信号スペクトルから前記スペクトル記憶手段６に記憶されたスペクトルを減算する第１のスペクトル減算手段、９は第１のスペクトル減算手段８の出力を逆フーリエ変換して時間領域信号に変換する第１の逆フーリエ変換手段であり、また１０は第１のスペクトル減算手段８とは異なるサブトラクト係数でスペクトル減算処理する第２のスペクトル減算手段、１１は第２のスペクトル減算手段１０の出力を逆フーリエ変換して時間領域信号に変換する第２の逆フーリエ変換手段である。

１２は前述した録音レベル制御部２に接続され、マイク１からの入力音声の録音レベルの変動率を検出する録音レベル変動率検出器としての検出部であり、この検出部１２での検出結果に応じて混合比制御部１３が制御されるように構成されている。
１４は第１の逆フーリエ変換手段９の出力と第２の逆フーリエ変換手段１１の出力とを混合する混合手段である混合部であり、前記混合比制御部１３からの混合比で混合された出力が波形合成部１５で合成され、音声記録部１６に記録されるようになっている。

ここで、２１は主機器である動画撮影機器においてズームレンズ、フォーカスレンズ、絞りなどの機構部を駆動するためのモータであり、モータ駆動部２２を介して中央処理制御部２３により適宜駆動制御されるように構成されている。２４はこの中央処理制御部２３に対して利用者が撮影指示、ズーム倍率変更指示などの各種指示操作を行うためのキー入力部である。

以上のような構成において、ユーザがキー入力部２４の撮影釦を操作すると、機器全体の動作を制御する中央処理制御部２３により動画撮影処理を開始し、音声信号は動画データとタイミングを合わせて音声記録部１６に記録される。

ここで、キー入力部２４にてズームキーを操作すると、モータ駆動部２２によりズームモータ２１が動作し、この際に、モータ駆動音がマイク１から入力し音声信号にズームモータ駆動音（以下、ズーム音）が混入することになる。また、録音レベル制御部２は音声入力が小さい場合には増幅器３の録音レベルを上げ、逆に音声入力が大きい場合には増幅器３の録音レベルを下げて、ほぼ均一な録音レベルの音声信号が記録されるように動作する。

次に、音声記録処理の詳細について、図２を用いて以下に説明する。
ズーム動作がない場合は、マイク１より入力された音声信号は増幅器３により適度な録音レベルで増幅された後、例えば２５６サンプル毎のフレーム単位に分割される（Ｓ１）。そして、フレーム単位の音声データはハニング窓等の窓掛け処理をしてフーリエ変換部５により周波数領域信号に変換され入力音声スペクトル信号が生成される（Ｓ２）。

ここで、モータ２１によるズーム動作の有無が判断され（Ｓ２−１）、動作していないと判断されると、Ｓ３に進み、第１のスペクトル減算部８はサブトラクト係数制御部７によりサブトラクト係数＝０に設定されてスペクトル減算処理を行う。そして、スペクトル減算後のデータは第１の逆フーリエ変換部により逆フーリエ変換され第１の時間領域信号がＤ１（ｔ）として生成される（Ｓ５）。この場合、サブトラクト係数＝０であるため元の音声信号が得られることになる。

そして、混合比制御部１３は、当該フレーム区間内（ｔ＝０から２５５の全区間）において混合率Ａ（ｔ）＝１に設定し（Ｓ６）、第２の時間領域信号に対する混合率（１−Ａ（ｔ））を０とすることにより、当該フレーム区間内で混合部１４より第１の時間領域信号Ｄ１（ｔ）がそのまま合成後の時間領域信号Ｄ（ｔ）として出力される（Ｓ１２）。波形合成部１５では、当該フレームに対応する時間領域信号と、当該フレームの前後のフレームに対して上記ステップＳ２からステップＳ１２までの処理を同様に施して得られた時間領域信号とから連続的な音声信号を生成し（Ｓ１３）、最後に音声記録部１６において動画データとタイミングをあわせて記録メディア（音声記録部１６）に記録される（Ｓ１４）。
そして、上述したステップＳ１からステップＳ１４までの処理が各フレーム毎に繰り返し実行される。

次に、録音レベル変動が小さい時にズーム動作があった場合について説明する。
このときには、上述したモータ２１によるズーム動作の有無の判断部において、ズーム動作ありと判断され（Ｓ２−１）、機構駆動音スペクトル記憶部６に記憶されている各種駆動音スペクトルの中からズーム駆動音スペクトルが選択される。ズーム動作以外のフォーカス動作や他の動作であった場合にはフォーカス駆動音スペクトルや他の駆動音スペクトルが選択される。続いて、録音レベルの急激な変動があるか否かの判断が行われる（Ｓ２−２）。

そして、変動はあるものの、急激ではないときには、Ｓ４に進み、当該フレーム区間内の平均録音レベルに対応したサブトラクト係数でスペクトル減算処理を行う。つまり、機構駆動音スペクトル記憶部６にはあらかじめ静かな環境において基準録音レベルLsでズーム動作した時のズーム駆動音スペクトルが保存されていて、基準録音レベルでのサブトラクト係数をαs（約1.5〜2.0）、フレーム区間での増幅器３の平均録音レベルをLaとすると、サブトラクト係数制御部７は、
α = αs * La / Ls
なるサブトラクト係数を生成し、第１のスペクトル減算部８は入力音声信号スペクトルからズーム駆動音スペクトルにαなるサブトラクト係数を乗じたスペクトル信号を減算する。

そして、前述したズーム動作がない場合の処理と同様にＳ５に進み、第１の逆フーリエ変換部９は第１のスペクトル減算処理された信号を逆フーリエ変換し、第１の時間領域信号をＤ１（ｔ）として生成する（Ｓ５）。混合比制御部１３は、当該フレーム区間内（ｔ＝０から２５５の全区間）において第１の時間領域信号のみを出力するように混合率を設定し（Ｓ６）、混合部１４より第１の時間領域信号Ｄ１（ｔ）がそのまま合成後の時間領域信号Ｄ（ｔ）として出力される（Ｓ１２）。波形合成部１５では前後のフレームデータとから連続的な音声信号を生成し（Ｓ１３）、最後に音声記録部１６において動画データとタイミングをあわせて記録メディアに記録されることになる（Ｓ１４）。

一方、フレーム区間中で瞬間的に大きな音が発生して、急激な録音レベル変動があった場合について説明する。
すなわち、この時の録音レベルの時間的変化を図３の（１）に示す。１フレームの２５６個の音声サンプルのＮ番目で録音レベルが第１の平均レベルＬ１から第２の平均レベルＬ２に瞬間的に変化していることを示す。

また、録音レベル変動率検出部の構成を図４に示す。ここで、録音レベル変動率検出部１２は微分部３１、絶対値化部３２、および比較部３３とから構成される。微分部３１には録音レベル制御部２からの録音レベルが入力され、録音レベル変動が大きいとその絶対値は大きくなる。したがって、絶対値化部３２の出力が所定のしきい値より大きいかどうかを比較部３３により比較することにより大きな録音レベル変動が急激にあったかどうかを検出することが出来る。図３においてはフレーム内のＮ点目のデータにおいてこのレベル変動を検出することになる。

このときの音声信号記録処理は、以下のようになる。なお、フーリエ変換部５から入力音声スペクトル信号が出力される（Ｓ２）までは、ズーム動作が無い場合と同様である。
そして、ズーム動作の有無、録音レベルの急激な変動の有無の判断が行われてから（Ｓ２−１、Ｓ２−２）、Ｓ７以降に進み、サブトラクト係数制御部７は第１のスペクトル減算部８に対して、
α１＝αs * L1 / Ls
となり、第２のスペクトル減算部１０に対して、
α２＝αs * L2 / Ls
となるサブトラクト係数を生成する。

すなわち、第１のスペクトル減算部８は入力音声信号スペクトルからズーム駆動音スペクトルにα１なるサブトラクト係数を乗じたスペクトル信号を減算する（Ｓ７）。そして、第１の逆フーリエ変換部９は第１のスペクトル減算処理された信号を逆フーリエ変換し、第１の時間領域信号をＤ１（ｔ）として生成する（Ｓ８）。同様に、第２のスペクトル減算部１０は入力音声信号スペクトルからズーム駆動音スペクトルにα２なるサブトラクト係数を乗じたスペクトル信号を減算する（Ｓ９）。第２の逆フーリエ変換部１１は第１のスペクトル減算処理された信号を逆フーリエ変換し、第２の時間領域信号をＤ２（ｔ）として生成する（Ｓ１０）。

そして、第１の時間領域信号はレベル変動前の入力信号に対して最適なサブトラクト係数によるスペクトル減算処理によるデータで、第２の時間領域信号はレベル変動後の入力信号に対して最適なサブトラクト係数によるスペクトル減算処理によるデータとなる。

一方、混合率制御部１３は、録音レベルが急激に変動したタイミングに応じた混合率Ａ（ｔ）を計算し（Ｓ１１）、混合部１４より、Ｄ（ｔ）＝Ａ（ｔ）＊Ｄ１（ｔ）＋（１−Ａ（ｔ））＊Ｄ２（ｔ）が計算され、２つの時間領域信号を合成した時間領域信号Ｄ（ｔ）が出力される（Ｓ１２）。

ここで、混合比制御部１３は予め定められた所定の計算式により混合率Ａ（ｔ）を計算することになる。要は、録音レベルの変動率を検出する録音レベル変動率検出部１２による急激な録音レベル変動の検出の有無および検出タイミングに応じて混合部１４での混合率を所要の状態に変化させ得る構成であればよい。

図３（１）の録音レベル変動に対応した混合率の一例を図３（２）に示す。この場合の混合率Ａ（ｔ）は、録音レベルの変動タイミングであるｔ＝Ｎのときの混合率を０．５とし、その前後で混合率が１から０まで線形に変化するようにした例であるが、混合率を非線形に変化させてもよく、また、ｔ＝Ｎのときの混合率をＮに応じて変えるようにしてもよい。
そして、前述したズーム動作がない場合や録音レベル変動が小さい時にズーム動作があった場合の処理と同様に、混合部１４はこの混合率Ａ（ｔ）により当該フレーム区間内（ｔ＝０から２５５の全区間）において第１の時間領域信号と第２の時間領域信号を混合することにより、混合部１４の出力は第１の時間領域信号から第２の時間領域信号に連続的に変化していくことになり、この信号が波形合成部１５により前後のフレームデータとから連続的な音声信号を生成し（Ｓ１３）、最後に音声記録部１６において動画データとタイミングをあわせて記録メディア（音声記録部１６）に記録される（Ｓ１４）。

以上の構成および音声処理方法によれば、急激な録音レベル変動があったフレームにおいても、変動前と変動後の録音レベルに対応したサブトラクト係数でサブトラクト減算しフーリエ逆変換した２種類の時間領域データを作成し、変動タイミングに合わせて、変動前の時間領域データから変動後の時間領域データに連続的に変化させていくことにより、音声歪みの発生やズーム駆動音の増大が抑えられたズーム駆動音低減信号を得ることができるのである。
また、ズーム動作などの機構音の発生する動作を行っているか否かの判断と、録音レベルの急激な変動があるか否かの判断とを各フレーム毎に行っているため、利用者によるズーム操作や記録音声の変化がどのようなタイミングで発生したとしても、各フレームを常に適切に処理することができる。

なお、本発明は上述した実施の形態で説明した構造には限定されず、機構駆動音低減装置を用いる主機器を構成する各部の形状、構造等を適宜変形、変更し得ることはいうまでもない。

また、例えば上述した実施形態では、光学ズーム機能を備えた動画撮影機器を例として説明したが、本発明に係る装置を適用する機器としては、デジタルカメラやビデオカメラ等の動画撮影機能を備えた動画撮影機器を始め、音声付の動画を録画する録画機器など、種々の分野に用いられる機器、装置に適用できることは言うまでもない。要は、音声記録機能をもつ機器であればよい。

本発明に係る機構駆動音低減装置の一実施形態を示すブロック図である。 図１による装置動作を説明するためのフローチャートである。 本発明に係る機構駆動音低減方法を説明するためのものであって、（１）は録音レベル変動を示す図、（２）はその録音レベル変動に対応した混合率を示す図である。 本発明に係る機構駆動音低減装置において、録音レベル変動率検出部の構成を示す図である。

符号の説明

１…マイク、２…録音レベル制御部、３…増幅器、４…フレーム分割部、５…フーリエ変換部、６…機構駆動音スペクトル記憶部、７…サブトラクト係数制御部、８…第１のスペクトル減算部、９…第１の逆フーリエ変換部、１０…第２のスペクトル減算部、１１…第２の逆フーリエ変換部、１２…録音レベル変動率検出部、１３…混合比制御部、１４…混合部、１５…波形合成部、１６…音声記録部、２１…モータ、２２…モータ駆動部、２３…中央処理制御部、２４…キー入力部。

Claims (12)

1. 音声信号を録音する際の録音レベルを調整する録音手段と、
   前記音声信号をフーリエ変換して得られた入力信号スペクトルから、予め記憶されたノイズ音のスペクトルに所定のサブトラクト係数を乗じたスペクトルを減算し、この減算により得られたスペクトルを逆フーリエ変換して時間領域信号に変換するノイズ低減処理を所定のフレーム単位で行うノイズ低減手段と、
   前記録音手段による録音レベルの変動タイミングを検出する変動検出手段と、
   前記変動検出手段により検出された変動タイミングを含む前記所定のフレーム単位の１フレームについては、この変動タイミングの前の録音レベルに対応するサブトラクト係数を用いて前記ノイズ低減手段により変換して得られた第１の時間領域信号と、この変動タイミングの後の録音レベルに対応するサブトラクト係数を用いて前記ノイズ低減手段により変換して得られた第２の時間領域信号とを、この変動タイミングの前においては前記第１の時間領域信号の混合率が前記第２の時間領域信号の混合率よりも大きく、この変動タイミングの後においては前記第１の時間領域信号の混合率が前記第２の時間領域信号の混合率よりも小さくなるように混合比を変化させながら混合する混合手段と、
   を具備したことを特徴とするノイズ低減装置。
2. 前記録音手段は、入力音の大きさの変化に応じて自動的に録音レベルを調整する自動録音レベル制御機能を備えていることを特徴とする請求項１記載のノイズ低減装置。
3. 前記変動検出手段は、所定以上の急激な録音レベルの変動タイミングを検出することを特徴とする請求項１または２記載のノイズ低減装置。
4. 前記混合手段は、前記変動タイミングの前後において、前記第１の時間領域信号と前記第２の時間領域信号との混合比を徐々に変化させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のノイズ低減装置。
5. 前記変動検出手段は、録音レベル変動の急激さの度合いを複数の段階で検出し、
   前記変動検出手段で所定以上の急激な録音レベル変動を検出しない時は、前記混合手段による混合を行うことなく、前記ノイズ低減手段により平均的な録音レベルに対応したサブトラクト係数を用いてノイズ低減処理を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のノイズ低減装置。
6. 機構駆動手段と、
   前記機構駆動手段による機構駆動音が生じる動作が行われているか否かを判断する判断手段と、
   を更に備え、
   前記ノイズ低減手段は、前記機構駆動音のスペクトルを前記ノイズ音のスペクトルとして予め記憶し、
   前記判断手段により機構駆動音が生じる動作が行われていないと判断された場合には、前記混合手段による混合を行うことなく、前記ノイズ低減手段によりサブトラクト係数を０としてノイズ低減処理を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のノイズ低減装置。
7. 前記混合手段は、前記変動タイミングの検出位置に応じて時間的に変化する混合率で、前記第１の時間領域信号と前記第２の時間領域信号とを混合することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のノイズ低減装置。
8. 前記ノイズ低減手段は、
   ノイズ音のスペクトルを記憶するスペクトル記憶手段と、
   前記音声信号をフーリエ変換して得られた入力信号スペクトルから、前記スペクトル記憶手段に記憶されたノイズ音のスペクトルに所定のサブトラクト係数を乗じたスペクトルを減算するスペクトル減算処理を前記所定のフレーム単位で行うスペクトル減算手段と、
   前記スペクトル減算手段の出力を逆フーリエ変換して時間領域信号に変換する逆フーリエ変換手段と、
   を含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のノイズ低減装置。
9. 前記スペクトル減算手段は、
   前記音声信号をフーリエ変換して得られた入力信号スペクトルから、前記スペクトル記憶手段に記憶された駆動音スペクトルに前記変動タイミングの前の録音レベルに対応する第１のサブトラクト係数を乗じたスペクトルを減算する第１のスペクトル減算回路と、
   前記音声信号をフーリエ変換して得られた入力信号スペクトルから、前記スペクトル記憶手段に記憶された駆動音スペクトルに前記変動タイミングの後の録音レベルに対応する第２のサブトラクト係数を乗じたスペクトルを減算する第２のスペクトル減算回路と、
   を含み、
   前記逆フーリエ変換手段は、
   前記第１のスペクトル減算回路の出力を逆フーリエ変換して第１の時間領域信号に変換する第１の逆フーリエ変換回路と、
   前記第２のスペクトル減算回路の出力を逆フーリエ変換して第２の時間領域信号に変換する第２の逆フーリエ変換回路と、
   を含むことを特徴とする請求項８記載のノイズ低減装置。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載のノイズ低減装置を備えた撮像装置であって、
    前記録音手段による音声信号の録音と同期して動画を撮影して記録する動画撮影手段と、
    ズーム倍率またはフォーカスの変更指示に応じてズームレンズまたはフォーカスレンズの駆動用モータを駆動するレンズ駆動手段と、
    前記ズームレンズまたはフォーカスレンズの駆動用モータの駆動音スペクトルを記憶するスペクトル記憶手段と、
    を備え、
    前記ノイズ低減手段は、前記スペクトル記憶手段に記憶された駆動音スペクトルを前記ノイズ音のスペクトルとしてノイズ低減処理を行うことを特徴とする撮像装置。
11. 音声信号を録音する際の録音レベルを調整する録音ステップと、
    前記音声信号をフーリエ変換して得られた入力信号スペクトルから、予め記憶されたノイズ音のスペクトルに所定のサブトラクト係数を乗じたスペクトルを減算し、この減算により得られたスペクトルを逆フーリエ変換して時間領域信号に変換するノイズ低減処理を所定のフレーム単位で行うノイズ低減ステップと、
    前記録音ステップによる録音レベルの変動タイミングを検出する変動検出ステップと、
    前記変動検出ステップにより検出された変動タイミングを含む前記所定のフレーム単位の１フレームについては、この変動タイミングの前の録音レベルに対応するサブトラクト係数を用いて前記ノイズ低減ステップにより変換して得られた第１の時間領域信号と、この変動タイミングの後の録音レベルに対応するサブトラクト係数を用いて前記ノイズ低減ステップにより変換して得られた第２の時間領域信号とを、この変動タイミングの前においては前記第１の時間領域信号の混合率が前記第２の時間領域信号の混合率よりも大きく、この変動タイミングの後においては前記第１の時間領域信号の混合率が前記第２の時間領域信号の混合率よりも小さくなるように混合比を変化させながら混合する混合ステップと、
    を含むことを特徴とするノイズ低減方法。
12. 音声信号を録音する際の録音レベルを調整する録音手段を備えた機器を制御するコンピュータを、
    前記音声信号をフーリエ変換して得られた入力信号スペクトルから、予め記憶されたノイズ音のスペクトルに所定のサブトラクト係数を乗じたスペクトルを減算し、この減算により得られたスペクトルを逆フーリエ変換して時間領域信号に変換するノイズ低減処理を所定のフレーム単位で行うノイズ低減手段と、
    前記録音手段による録音レベルの変動タイミングを検出する変動検出手段と、
    前記変動検出手段により検出された変動タイミングを含む前記所定のフレーム単位の１フレームについては、この変動タイミングの前の録音レベルに対応するサブトラクト係数を用いて前記ノイズ低減手段により変換して得られた第１の時間領域信号と、この変動タイミングの後の録音レベルに対応するサブトラクト係数を用いて前記ノイズ低減手段により変換して得られた第２の時間領域信号とを、この変動タイミングの前においては前記第１の時間領域信号の混合率が前記第２の時間領域信号の混合率よりも大きく、この変動タイミングの後においては前記第１の時間領域信号の混合率が前記第２の時間領域信号の混合率よりも小さくなるように混合比を変化させながら混合する混合手段と
    して機能させることを特徴とするプログラム。

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